Yeryüzü güneşten aldığı enerji
sayesinde, kendi içerisinde termodinamik ve kütle korunumu açısından bir denge
halindedir. Bu dinamik denge, mikro ve makro ölçekteki madde döngüleriyle
sağlanmaktadır. Ve yeryüzünde yaşayan canlıların bu denge üzerindeki etkisi çok
büyüktür. Canlılar birbirinden tamamen bağımsızmış gibi görünen farklı madde
döngülerini birbirlerine bağlarlar(karbon, azot döngüleri v.b.) ve bu sayede
bir dinamik denge hali sağlanmış olur. Ancak insanoğlu, doğadaki bu döngülerden
bağımsız işleyen sistemler kurmaktadırlar. Bu sistemler; şehirler, binalar, gemiler
ve fabrikalar gibi iç işleyiş bakımından doğadan bağımsız ancak girdi ve çıktı
bakımından tamamen doğaya bağımlı olan sistemlerdir. Bu sistemler doğanın
ürettiğini alır, tüketir ve sistem içerisinde kullanamayacağı atığı doğaya geri
bırakır. Bu atıklar doğa tarafından döngü içerisine tekrar dahil edilirler.
Son yüzyıldaki istatistiksel veriler
göstermektedir ki doğa, bu sistemlerin açığa çıkardığı atıkları yeterli ölçüde
karşılamamaya başlamıştır. Bu durumun en iyi göstergesi atmosferdeki
karbondioksit düzeyleridir. Sanayi devriminden sonra atmosfer karbondioksit
düzeyi üstel artışa geçmiştir. Ancak insanoğlu gelinen noktayı geriye döndürebilecek
teknoloji ve bilgi birikimine sahiptir. Bunu yapabilmenin en güzel yolu ise kurulan
sistemleri işleyiş bakımından doğal döngüye uyumlu hale getirmektir. Bu
uyumluluk sürecinin bir parçası da bu sistemlerden çıkan atıkların doğal
döngülerine en kısa sürede ve en zararsız biçimde geri katılımlarını
sağlamaktır.
Örnek olarak zeytinden bahsedelim. Doğal
koşullarda dalında yetişen bir zeytin tanesi zamanı geldiğinde toprağa düşer,
meyvesi canlılar tarafından katabolize edilerek yeniden biyokütleye, enerjiye,
o bitkinin yeniden fotosentezde kullanacağı karbondioksite ve suya dönüşür.
Çekirdeği de uygun koşullar bulduğunda, yaşlanarak ölen ağaçların yerini alacak
yeni bir birey meydana getirir. İnsanoğlu ise bu zeytinleri dalından toplayarak
fabrikalara götürür, içinden yağını çıkarır, geriye kalan posayı ve suyu doğaya
geri bırakır. Ancak bu kez durum dalından düşen zeytininkinden farklıdır.
Meydana gelen atıklar toksik fenolik bileşikler bakımından daha konsantredir ve
deşarj edildikleri çevrede bulunan bitkiler ve mikroorganizmalar yüksek hacimde
ve yüksek derişimdeki fenolik içeriği olan atığı tolere edemeyerek ölürler.
Zeytinyağı üretimi sırasında açığa
çıkan sıvı atığın toksik özelliklerini
düşürebilecek çok etkin fiziksel ve kimyasal yöntemler mevcuttur. Ancak bu
yöntemler de yukarıda bahsedilen doğal döngülere uyumluluk ilkesinden
uzaktırlar; çünkü bu teknikler de sonuç olarak atık üretirler.
Sürdürülebilirlik kavramı tam bu noktada önem kazanmaktadır. Biyoteknolojik
teknikler, sistemlerin sürdürülebilirliğinin sağlanması açısından oldukça
elverişlidir. Sistemlerden çıkan artıkların tekrar sistem içerisinde geri
kazanımının sağlanması, enerji kullanım etkinliği açısından önemlidir. Bu
şekilde değerlendirilemeyen atıkların ise doğaya bırakılmadan önce kirletici
yüklerinin ılımlı düzeylere indirilmesi gerekmektedir. Bu şekilde doğadaki
madde döngülerine en kısa ve en zararsız şekilde katılmaları sağlanmış
olur.
Zeytinde olduğu gibi diğer ürünlerde de
böyle durumlar mevcuttur. Özellikle, şarap,ekmek(un), yoğurt, peynir, maya, bitkisel yağlar gibi doğal
ürünlerin üretildiği işletmelerin atıkları biyoteknolojik teknikler
kullanılarak tekrar işletme içerisinde kullanılabilecek enerjiye dönüşebilir. Ayrıca
bu atıklardan katma değeri olan, ilaç ve kozmetik sektörüne hammadde olacak
ürünler üretilebilir. Mevcut üretimlerin bu sistemlere adaptasyonları için uzun
süren ar-ge çalışmaları ve yüksek kurulum maliyetleri gerekebilir. Ancak bu
sistemler verim ve işletim bakımından kimyasal üretimlerden daha
avantajlıdırlar. Henüz çok yaygınlaşmasa da bu sistemlere entegre olmuş örnek
işletmeler mevcuttur. Enerji, iklim değişimi ve atık yönetimi bakımından çıkmaza
doğru sürüklenen “eski sanayi” önümüzdeki 20 sene içerisinde bu sistemlere büyük ölçüde
entegre olmak durumundadır. Birleşmiş Milletler Çevre ve Kalkınma Komisyonu’nun
1987 yılı tanımına göre: "İnsanlık, gelecek kuşakların gereksinimlerine
cevap verme yeteneğini tehlikeye atmadan, günlük ihtiyaçlarını temin
ederek, kalkınmayı sürdürülebilir kılma yeteneğine sahiptir."